Choroba Parkinsona jest postępującą chorobą, która stopniowo doprowadza do utraty komórek nerwowych. Jej rozwój może zachodzić powoli, nawet latami. Chorzy doświadczają wówczas różnorodnych objawów, w tym drżenia mięśniowego, problemów z zachowaniem równowagi, sztywności rąk i nóg, a także trudności z poruszaniem się. Schorzenie dotyka przede wszystkim osoby starsze, powyżej 60. roku życia. Warto jednak pamiętać o tym, że może ono rozwinąć się również u dużo młodszych osób. Wyniki badań ostatnich lat wykazały, że dużą rolę w mechanizmie rozwoju choroby Parkinsona odgrywa substancja o nazwie alfa-synukleina. Jest to niskocząsteczkowe białko cytozolowe, występujące w presynaptycznych zakończeniach neuronów dopaminergicznych. Jego nieprawidłowa agregacja hamuje syntezę dopaminy. To właśnie zbyt niski poziom dopaminy, skutkujący zaburzeniami równowagi i ruchu, jest jednym z charakterystycznych objawów choroby Parkinsona. Funkcjonalna rola alfa-synukleiny nadal jest przedmiotem dyskusji badaczy. Naukowcy, na czele z W.K. Manem z University of Cambridge, postanowili przedstawić bardziej szczegółową charakterystykę tego białka, by lepiej zrozumieć patomechanizm choroby.

Badacze wykorzystali w swojej pracy syntetyczne modele in vitro naśladujące fizjologiczne błony komórkowe, występujące w ośrodkowym układzie nerwowym. Sprawdzili, w jaki sposób N-koniec acetylowanej alfa-synukleiny przyczepia się do dwuwarstwy lipidowej bogatej w takie składniki, jak m.in. fosfatydylocholina, cholesterol, sfingomielina, cerebrozyd, gangliozyd i fosfatydyloinozytol. Szczegółowym celem badaczy było zbadanie konformacji, jaką przyjmuje białko po połączeniu z lipidami. Wykorzystali w tym celu metodę transferu saturacji przez wymianę chemiczną (CEST) i metodę spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR). Połączenie tych dwóch technik pozwala uzyskać dokładny, miarodajny i powtarzalny wynik. Oceniana była przede wszystkim siła wiązania między poszczególnymi resztami alfa-synukleiny a wewnętrzną i zewnętrzną błoną plazmatyczną.

Wyniki badań wykazały, że alfa-synukleina przylega do wewnętrznej powierzchni błony plazmatycznej komórek nerwowych. Największe powinowactwo wykazuje do regionu określanego jako amyloidogenny, który z kolie wykazuje słabe powinowactwo do lipidów błonowych. Według pomysłodawców badania to właśnie od składu lipidowego zależy oddziaływanie alfa-synukleiny i wewnętrznej błony plazmatycznej. A zatem poprzez zmianę kompozycji lipidowej można skutecznie zapobiec połączeniu patogennego białka z błoną komórkową.

Dr Giuliana Fuso, jedna z pracownic naukowych w St. John’s College University of Cambridge, przekonuje, że lepsze zrozumienie funkcji alfa-synukleiny jest niezbędne w celu opracowania skutecznych metod leczenia choroby Parkinsona, które umożliwiłyby chorym swobodne poruszanie się i mówienie. Otwiera to nowe możliwości w terapii także innych schorzeń, w przebiegu których obserwuje się kumulację alfa-synukleiny w strukturach nerwowych, w tym choroby Alzheimera, czy też choroby otępiennej z ciałami Lewy’ego.

Bibliografia:
Man W.K. et al. The docking of synaptic vesicles on the presynaptic membrane induced by α-synuclein is modulated by lipid composition. Nature Communications, 2021.

Dodaj komentarz